植被信息提取

NDVI指数与植被覆盖度的计算步骤

收集整理资料如下

NDVI：归一化植被指数和植物的蒸腾作用、太阳光的截取、光合作用以及地表净初级生产力等密切相关。

1、NDVI的应用：检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等；

2、-1<=NDVI<=1，负值表示地面覆盖为云、水、雪等，对可见光高反射；0表示有岩石或裸土等，NIR和R近似相等；正值，表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而增大；

3、NDVI的局限性表现在，用非线性拉伸的方式增强了NIR和R的反射率的对比度。对于同一幅图象，分别求RVI和NDVI时会发现，RVI值增加的速度高于NDVI增加速度，即NDVI对高植被区具有较低的灵敏度；

4、NDVI能反映出植物冠层的背景影响，如土壤、潮湿地面、学、枯叶、粗超度等，且与植被覆盖有关；

erdas里面利用NDVI提取植被指数的步骤：

1、在Erdas的主工具中选择Interpreter模块，出现Image Interpreter 对话框

2、然后选择Spectral Enhancement，会弹出Spectral Enhancement对话框

3、再选择Indices选项出现Indices对话框

以TM数据为例进行说明，选择InputFile，选择Output File，在OutputOptions的Sensor中选择Landst TM，在SelectFunction里面选择NDVI，DataType默认为Float不用改变，可以发现最下面的Function显示band 4 - band 3 / band 4 +band 3，这个就是NDVI的计算公式。最后选择OK即可完成，这里要注意的是没有OutputFile的话Ok按钮时不能使用的。如果NDVI计算的话在ENVI是最方便的在Transform菜单下就有，同时ENVI的波段计算功能也很方便完成NDVI计算。

另外，ERDAS MODEL做NDVI分类

首先说如何做NDVI，虽然ERDAS里有个现成专门可以做NDVI的的地方，但是我们注意到TM4+TM3可能为0，当除数为0时系统会报错，所以应该在分母上加0.001或0.0001都可以。这样分母就不会为0了，同时注意输出图象类型要是float single，否则做出来的结果可能是空白图象。

给NDVI图象进行再分类:注意输出图象类型为thematic。

其中中间一步要这样设置：注意先选中左框里的原始NDVI波段，然后点ADD CLUMMN按钮，并定义你的范围。

ENVI中提取NDVI值

1、打开图像

2、主菜单中，Transforms---NDVI,显示如下窗口，

选择影像---OK

3、在以下窗口中输入相应的参数

点击OK，即可。

说明：选择浮点型，ENVI数值范围保持为-1~1;

选择字节型，键入最小NDVI值，该值将被拉伸为0；键入最大NDVI 值，该值将被拉伸为255，获得的ENVI将被拉伸为0~255 的范围。

这样得到的ndvi图式HDR格式的，要想在ERDAS中打开需要转换成IMG 格式的：

打开ERDAS软件，点击import，显示如下窗口：

ENVI下植被覆盖度的遥感估算

植被覆盖度是指植被（包括叶、茎、枝）在地面的垂直投影面积占统计区总面积的百分比。容易与植被覆盖度混淆的概念是植被盖度，植被盖度是指植被冠层或叶面在地面的垂直投影面积占植被区总面积的比例。两个概念主要区别就是分母不一样。植被覆盖度常用于植被变化、生态环境研究、水土保持、气候等方面。

植被覆盖度的测量可分为地面测量和遥感估算两种方法。地面测量常用于田间尺度，遥感估算常用于区域尺度。

估算模型

目前已经发展了很多利用遥感测量植被覆盖度的方法，较为实用的方法是利用植被指数近似估算植被覆盖度，常用的植被指数为NDVI。下面是李苗苗等在像元二分模型的基础上研究的模型：

VFC = (NDVI - NDVIsoil)/ ( NDVIveg - NDVIsoil) （1）

其中, NDVIsoil 为完全是裸土或无植被覆盖区域的NDVI值，NDVIveg 则代表完全被植被所覆盖的像元的NDVI值，即纯植被像元的NDVI值。两个值的计算公式为：

NDVIsoil=（VFCmax*NDVImin- VFCmin*NDVImax）/( VFCmax- VFCmin) （2）

NDVIveg=（(1-VFCmin)*NDVImax- (1-VFCmax)*NDVImin）/( VFCmax- VFCmin) （3）

利用这个模型计算植被覆盖度的关键是计算NDVIsoil和NDVIveg。这里有两种假设：

1）当区域内可以近似取VFCmax=100%，VFCmin=0%。

公式（1）可变为：

VFC = (NDVI - NDVImin)/ ( NDVImax - NDVImin) （4）

NDVImax 和NDVImin分别为区域内最大和最小的NDVI值。由于不可避免存在噪声，NDVImax 和NDVImin一般取一定置信度范围内的最大值与最小值，置信度的取值主要根据图像实际情况来定。

2）当区域内不能近似取VFCmax=100%，VFCmin=0%

当有实测数据的情况下，取实测数据中的植被覆盖度的最大值和最小值作为VFCmax和 VFCmin，这两个实测数据对应图像的NDVI作为NDVImax 和NDVImin。

当没有实测数据的情况下，取一定置信度范围内的NDVImax 和NDVImin。VFCmax 和 VFCmin根据经验估算。

实现流程

下面我们以“当区域内可以近似取VFCmax=100%，VFCmin=0%”情况下，整个影像中NDVIsoil和NDVIveg取固定值，介绍在ENVI中实现植被覆盖度的计算方法。